電動(dòng)汽車的出現(xiàn)，是在全球變暖、環(huán)境污染和能源危機(jī)所推動(dòng)的。2015年全球電動(dòng)汽車生產(chǎn)量和出貨量分別超過了50萬輛的規(guī)模，其中中國超過了37萬輛。電動(dòng)汽車必須要有電能儲(chǔ)存裝置，目前鋰離子電池是動(dòng)力電池的首選和主流。鋰離子電池在串聯(lián)成組使用時(shí)存在過充、過放、過流、溫度過高過低等問題，會(huì)造出鋰離子電池的迅速損壞，因此需要電池管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。

1、鋰離子電池

鋰離子電池指由正極、負(fù)極、隔膜、電解液四大主要材料和外殼制成的電池。其中正極和負(fù)極材料必須能夠可逆的嵌入和脫嵌鋰離子，隔膜必須是鋰離子導(dǎo)通而電子絕緣，電解液必須是鋰離子溶液。

通常正極材料里是一個(gè)過渡元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而金屬鋰和碳負(fù)極是金屬鋰發(fā)生氧化還原反應(yīng)。充放電過程，鋰離子在電池內(nèi)部正負(fù)極之間來回轉(zhuǎn)移，電池在外電路移動(dòng)。有人形象地把這種鋰離子轉(zhuǎn)移過程成為搖椅，而將鋰離子電池稱為搖椅式電池。

圖1鋰離子電池的工作過程圖示

鋰離子電池正極材料一般采用嵌鋰過渡金屬氧化物，如Ni、Co、Mn的嵌鋰氧化物。負(fù)極材料則要選擇電位盡可能接近金屬鋰的嵌鋰化合物，如各種碳材料、SnO、SnO2、硅合金等。

電解液普遍使用報(bào)告LiPF6的溶液，溶質(zhì)為有機(jī)物，常用的有乙烯碳酸酯（EC）、丙烯碳酸酯（PC）和低密度二乙烯碳酸酯（DEC）等；隔膜主要由烯烴類聚合物制成多孔復(fù)合膜；外殼材料有鋼、鋁、塑料、鋁塑膜等。鋰離子電池典型的結(jié)構(gòu)如下圖：

圖2方形電池的典型結(jié)構(gòu)

鋰離子電池典型參數(shù)有：容量、內(nèi)阻、電壓；鋰離子電池特性參數(shù)有：循環(huán)壽命、放電平臺、自放電率、溫度性能、儲(chǔ)存性能等。鋰離子電池安全測試有：過充、短路、針刺、跌落、浸水、低壓、振動(dòng)等。

鋰離子電池比較嬌貴，其充放電是一個(gè)多變量、非線性復(fù)雜的電化學(xué)過程，如果不能滿足其充放電的條件要求，很容易出現(xiàn)壽命快速下降、性能降低、起火、爆炸等事件，因?yàn)殇囯x子電池對于溫度、電壓、電流等很敏感。

2、電池管理系統(tǒng)的發(fā)展

早期的電池管理系統(tǒng)有：德國1991年開始設(shè)計(jì)的BADICHEQ和BADICOaCH系統(tǒng)，美國通用汽車EV1使用的電池管理系統(tǒng)，美國ACPropulsion公司開發(fā)的名為BatOPt的高性能電池管理系統(tǒng)。

國內(nèi)最早主要是一些高校依托自己的科技優(yōu)勢聯(lián)合一些大的汽車和電池生產(chǎn)商進(jìn)行了一些研究工作，清華大學(xué)為EV-6568輕型電動(dòng)客車配套了電池管理系統(tǒng)、同濟(jì)大學(xué)和北京星恒合作開發(fā)了鋰離子電池管理系統(tǒng)、春蘭研究院開發(fā)了HEV-BMS系統(tǒng)、北京理工和北方交通大學(xué)等依托國家863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)子課題，也開發(fā)了有特色的電池管理系統(tǒng)。隨著電動(dòng)汽車市場的啟動(dòng)，許多商業(yè)化的產(chǎn)品都獲得了大批量的應(yīng)用。